Геоинформационная система «Археологическая карта Московской области» как инструмент в области охраны объектов археологического наследия

В последние два десятилетия использование методов геоинформатики в археологии получило в России широкое распространение (Коробов, 2011). В качестве примеров применения геоинформационного подхода к изучению археологических памятников стоит упомянуть следующие работы: «Археологические памятники Красноярского края» (Артемьев и др., 1998), «Палеолит Северной Азии» (Деревянко и др., 2003), «Археологические памятники Кисловодской http://doi.org/10.25681/IARAS.0130-2620.267.275-289

котловины» ( Афанасьев и др. , 2004), «АИС Археограф» ( Васильев , 2005), «Археологические памятники Омской области» ( Пуртов и др ., 2006), «Геоинфор-мационная система памятников археологии Удмуртской Республики» ( Бегле-цова и др. , 2006), «Археологическая ГИС Маргианы» ( Кошеленко и др. , 2007), «Археологические памятники России» ( Макаров и др. , 2015; 2017), «Цифровая карта археологических памятников Чувашской Республики» ( Житова, Шлемпа , 2017), «Археология Москвы» (От электронного ресурса…, 2019) и др.

В области сохранения объектов археологического наследия (далее – ОАН) актуальность создания ГИС определяется основными задачами археологической разведки на земельных участках, подлежащих хозяйственному освоению:

– установлением наличия либо отсутствия в границах указанных участков ОАН;

– в случае выявления ОАН – мероприятиями по сохранению данного объекта в соответствии с нормами Федерального закона от 25.06.2002 № 73-ФЗ ( Эн-говатова , 2013).

В сравнении с бумажными археологическими картами ГИС обладают рядом важных преимуществ ( Пуртов и др. , 2006; Белим и др. , 2016; Шмидт , 2017; и пр.), например обеспечивают возможность:

– оперативного отражения на электронных географических картах мест и условий расположения всех памятников археологии, включенных в таблицу данных ГИС (являющуюся неотъемлемой частью системы), а также любой части этих памятников, отсортированной по какому-либо зафиксированному в таблице признаку либо группе признаков;

– отражения изменения степени сохранности и территории указанных памятников (при повторных археологических разведках, раскопках или в результате разрушения памятников);

– определения степени изученности территории, отражаемой ГИС;

– проведения пространственного анализа при определении угроз сохранности ОАН в процессе строительства;

– сокращения времени на поиск архивных материалов об истории археологического исследования территории, а также любого находящегося на этой территории ОАН;

– оперативного отражения результатов полевых археологических работ;

– постоянного повышения информативности ГИС посредством пополнения таблицы данных;

– широкого использования ГИС для создания презентаций в рамках научно-исследовательской, образовательной и просветительной деятельности.

Актуальность созданияГИС «Археологическая карта Московской области»

Москва и Московская область относятся к числу наиболее экономически развитых регионов РФ. На территории Московской области и Новой Москвы1

множество земельных участков ежегодно включается в разные виды хозяйственной деятельности, предполагающие проведение земляных работ.

Количество известных2 в границах этих территорий ОАН значительно превышает их число в большинстве субъектов Российской Федерации (к началу 2020 г., по данным ГИС «Археологическая карта Московской области», насчитывалось 4427 объектов).

Около половины этих объектов включены в Единый государственный реестр объектов культурного наследия народов Российской Федерации либо в перечни выявленных объектов культурного наследия, находящихся на территории Московской области или города Москвы, и состоят на учете государственных органов охраны объектов культурного наследия. Более 55 % ОАН, учтенных в ГИС «Археологическая карта Московской области», не включены ни в Единый государственный реестр объектов культурного наследия, ни в региональные перечни выявленных объектов культурного наследия, однако значимость большинства таких ОАН не вызывает сомнения. Постановка этих ОАН на государственный учет имеет принципиальное значение для обеспечения их сохранности. Этому препятствует характер имеющихся об этих объектах сведений, зачастую устаревших, неточных и неполных. Постановка таких объектов на государственный учет требует актуализации сведений посредством проведения археологических разведок и предоставления обновленных сведений в региональный орган охраны объектов культурного наследия. Вмещая в себя информацию о большинстве ОАН, известных к настоящему моменту на территории Московской области и Новой Москвы, ГИС «Археологическая карта Московской области» является важным инструментом, способствующим постановке ОАН на государственный учет.

В целях обеспечения сохранности ОАН действующим законодательством предусмотрено проведение государственной историко-культурной экспертизы (далее – Экспертиза). Экспертиза направлена на установление наличия либо отсутствия ОАН3 в границах указанных участков предполагаемых земляных, строительных и иных работ.

В рамках Экспертизы ежегодно проводятся археологические разведки на сотнях таких участков на территории Московской области и Новой Москвы. Разведочные работы ведутся в течение всего года.

Археологические разведки проводятся в три этапа: I – предварительный; II – полевой; III – камеральный. На I этапе по району проведения разведки4 и земельному участку, в границах которого она проводится, подготавливается комплекс картографических материалов, составляются физико-географическая и историко-археологическая научные справки, разрабатывается план проведения полевых работ.

Важнейшими задачами I этапа являются:

– выяснение степени археологической изученности района проведения разведки;

– составление списка ОАН в границах земельного участка и на прилежащих территориях, включение в этот список ОАН, известных только по архивным источникам, научным и справочным изданиям;

– характеристика указанных ОАН – их обязательная локализация на карте, точная (по географическим координатам) или приблизительная.

До середины 2010-х гг. задачи предварительного этапа археологической разведки на территории, охватываемой ГИС «Археологическая карта Московской области», решались, как правило, на основе издания «Археологическая карта России. Московская область » (далее – АКР МО), ч. 1–4 (1994–1997), в четырех частях которого были обобщены основные результаты полевых исследований, проведенных на указанной территории с 1820-х до середины 1990-х гг.

Это издание не утратило значения до настоящего времени. В практике проведения археологической разведки оно используется в целях первичной локализации на географической карте памятников археологии, известных в районе планируемых полевых работ, а также для поиска по библиографическим спискам архивных материалов и публикаций, дополняющих и уточняющих приведенные в издании сведения. К сожалению, точность привязки к карте многих памятников в АКР МО была невысокой, а некоторые объекты, известные по отчетам и публикациям или включенные в перечни выявленных объектов культурного наследия, были в издании пропущены. Кроме того, в связи с продолжением археологических полевых исследований на территории Московской области спустя короткое время после завершения публикации издания возникла необходимость его дополнения и корректировки.

Процесс актуализации АКР МО потребовал создания специальной ГИС, интегрирующей фактографические электронные базы данных (текстовые, цифровые и т.д.) и геоизображения и адаптированной к проведению археологических разведок.

Первая попытка создания такой ГИС была предпринята в ИА РАН в начале 2000-х гг. в Отделе охранных раскопок (с 2015 г. – Отдел сохранения археологического наследия) Г. В. Требелевой ( Требелева , 2004). За фактографическую основу ГИС была принята АКР МО; в качестве картографической основы использована карта OpenStreetMap.

Тем не менее эта ГИС не нашла широкого применения. Основными причинами этого стали унаследованная от АКР МО невысокая точность привязки археологических памятников к местности и географической карте; невозможность проводить различные выборки и сортировки; недостаточная информативность, обусловленная отсутствием карт-подложек.

В 2015 г. в связи с новой редакцией «Положения о государственной историко-культурной экспертизе»5 объем работ, выполняемых ИА РАН при охранных археологических разведках, заметно возрос, особенно на территориях Московской области и Новой Москвы.

Тогда же в Отделе сохранения археологического наследия ИА РАН было принято решение о разработке новой ГИС, позволяющей оптимизировать проведение разведок. Фактографической основой новой системы осталось издание АКР МО, поэтому за ГИС закрепилось не вполне корректное название «Археологическая карта Московской области». В 2018 г. разработка большинства основных элементов новой ГИС была завершена, что позволило, не прерывая работы по усовершенствованию системы, приступить к ее практическому использованию.

Разработка и содержаниеГИС «Археологическая карта Московской области»

В создании ГИС «Археологическая карта Московской области» различаются три основных направления работ:

– дополнение, уточнение, актуализация сведений об ОАН, находящихся на территории Московской области и Новой Москвы, посредством сбора сведений и сравнения их со сведениями АКР МО (1);

– создание таблицы данных, содержащей характеристику ОАН по единому набору признаков, для всех объектов, известных на территории Московской области и Новой Москвы ко времени завершения работ над проектом (2);

• – техническая реализация проекта (3) .

• 1.    Дополнение, уточнение, актуализация сведений об ОАН проводится на основе целенаправленного отбора информации, прежде всего из научных отчетов, хранящихся в Научно-отраслевом архиве ИА РАН. Другим важнейшим источником информации является учетная – актуальная и архивная – документация на объекты культурного наследия. Эта документация включает перечни ОАН, паспорта и учетные карточки недвижимых памятников истории и культуры, а также сведения, представляемые в государственные органы для отнесения объекта к выявленным ОАН.

• 2.    Создание таблицы данных, содержащей характеристику ОАН по единому набору признаков, для всех объектов , известных на территории Московской области и Новой Москвы ко времени завершения работ над проектом.

В случаях, требующих получения актуальной информации об ОАН, дополнительно использовались научно-технические отчеты об охранных археологических исследованиях Подмосковной экспедиции ИА РАН, являющиеся служебной документацией Отдела сохранения археологического наследия ИА РАН.

Таблица является важнейшей неотъемлемой частью ГИС, служащей для сбора, хранения данных и их анализа. Унифицированный набор признаков, по которому характеризуются включенные в таблицу объекты, разработан предварительно для обеспечения корректной сопоставимости ОАН. Для создания таблицы использована программа Microsoft Excel, выбранная в связи с простотой и гибкостью.

По состоянию на начало 2020 г. в таблицу внесены сведения обо всех ОАН, включенных в АКР МО. Сведения об этих ОАН проверены и откорректированы по научным отчетам о полевых исследованиях из Научно-отраслевого архива ИА РАН. Основным содержанием работы по созданию таблицы данных в настоящее время остается внесение в нее сведений об ОАН, не включенных в АКР МО или выявленных, исследованных или описанных в научных отчетах в период после завершения подготовки к изданию заключительной части АКР МО (1995–2020 гг.). По каталогу Научно-отраслевого архива ИА РАН составлен список отчетов, в которых предполагается наличие необходимых сведений.

В таблице данных каждому включенному в нее ОАН присваивается порядковый номер. Признаками ОАН в таблице являются:

• –    номер и наименование по АКР МО, если объект включен в это издание;

• –    наименование по учетной документации государственного органа охраны объектов культурного наследия, если объект включен в государственные и региональные перечни;

• – юридический статус;

  – альтернативные наименования (при наличии);

  – тип памятника археологии по классификации, принятой в АКР МО;

  – хронологическая принадлежность по археологической или, для сравнительно поздних объектов, исторической периодизации;

  – предполагаемая датировка в тысячелетиях и веках;

  – наименование муниципального образования, на территории которого находится ОАН;

  – наименование ближайшего к ОАН населенного пункта или населенного пункта, непосредственно на территории которого он находится;

  – географические координаты в системе WGS-84 с указанием точности определения;

  – принадлежность к водному бассейну;

  – физико-географические условия расположения;

  – характер проведенных полевых исследований;

  – фамилии и инициалы исследователей;

  – годы проведения исследований.

В таблице предусмотрен столбец для ссылок на документацию госорганов, архивную документацию и литературу, а также столбец для примечаний.

В результате работы, выполненной в 2017–2020 гг., в таблицу Excel внесены данные:

– по 2829 ОАН, вошедшему в АКР МО, в 564 случаях дополненные существенной информацией об исследованиях, проведенных на указанных ОАН после завершения издания АКР МО;

– по 302 ОАН, описанным в АКР МО как не сохранившиеся;

– по 1398 ОАН, в АКР МО не включенным.

Кроме того, для 814 ОАН по географическим координатам поворотных точек границ территорий построены полигоны.

Работа над внесением в таблицу сведений об ОАН, не вошедшим в АКР МО, продолжается.

Техническая реализация проекта ГИС «Археологическая карта Московской области» (осуществляется В. Б. Степановым)

В указанной ГИС для графической визуализации пространственных данных используется программа QGis, важными достоинствами которой являются высокая скорость работы, простота, бесплатность использования, постоянная обновляемость. В настоящее время QGis – это зрелый программный продукт, сравнимый с коммерческими аналогами и поддерживаемый международным сообществом разработчиков и пользователей.

Данные об археологических памятниках из таблицы Excel импортируются в программу QGis на основе полей координат и сохраняются в открытом формате *.geojson, предназначенном для хранения географических структур данных, не имеющем, в отличие от shape-файлов, для текстовых полей ограничения по длине в 255 символов.

Данные в программе QGis представлены в виде слоев, которые могут быть векторными (точечными, полигональными, линейными) или растровыми (например, для хранения разнообразного картографического материала). Программой допускается подключение открытых сервисов, например, Публичной кадастровой карты Росреестра.

Базовыми картами для работы является OpenStreetMap, а также спутниковые карты Яндекс и Google, которые подключаются с помощью встроенного в QGis модуля QuickMapServices. Для работы этих карт необходимо интернет-соединение.

В качестве карт-подложек добавлены: «Топографическая карта Московской губернии. Составлена с топографической съемки, произведенной в 1852 и 1853 годах. Гравирована в военно-топографическом депо. 1860» (Военно-топографическая карта Московской губернии 1860 г. Ф. Ф. Шуберта); листы топографической карты Калужской губернии 1868 г. Ф. Ф. Шуберта; листы топографических межевых карт Тверской, Рязанской, Тульской губерний 1840-х – 1850-х гг. А. И. Менде; карта Московской губернии 1871 г. И. А. Стрельбицко-го; сборная карта уездов Московской губернии по состоянию на 1766–1770 гг. из книги В. С. Кусова «Земли Московской губернии в XVIII веке»; географическая карта Московской провинции 1774 г. С. М. Горихвостова; карта Генерального штаба Вооруженных Сил СССР 1985 г.; электронная Карта высот и рельефа Московской области, используемая для определения высот расположения ОАН.

Перечисленные картографические материалы хранятся локально на компьютере в открытом формате представления растровых данных совместно с метаданными о географической привязке археологических памятников.

С рубежа 1990-х – 2000-х гг. археологи начали использовать в своей работе систему глобального позиционирования – GPS. Это позволило не только получать точные координаты исследуемых объектов, но и вносить в базу полигоны, построенные по поворотным точкам границ их территорий, при наличии топографических или глазомерных планов археологических памятников.

Для каждого векторного слоя в программе QGis можно открыть таблицу атрибутов, где представлены все внесенные данные по археологическим памятникам; задать стиль отображения точек и полигонов; форму представления информации об археологическом памятнике. В любой момент времени указанная таблица атрибутов может быть дополнена новыми данными.

Работа в ГИС позволяет создавать и отражать на картах группы ОАН, отсортированные по одному или нескольким признакам, например, по типу памятника археологии, району расположения, датировке, исследователю и т. д., а также по ключевым словам.

Кроме того, имеется возможность получения пригодных для статистической обработки данных об удаленности археологических памятников от водотоков и водоемов. С этой целью в таблице данных вводится столбец, в котором с помощью встроенной в QGis функции автоматически заполняется поле расстояния от памятника до ближайшего водотока/водоема (используется актуальная выгрузка гидросети с сервера NextGIS). Последующее использование фильтра дает возможность получить данные о количестве археологических памятников для разных интервалов расстояний .

В настоящее время ГИС «Археологическая карта Московской области» представляет собой два логических блока: 1) данные об археологических памятниках (точечные и полигональный слои); 2) блок технической информации (обследованные территории, шурфы). Все слои хранятся в локальной сети ИА РАН. Их можно подключить на любом компьютере с установленной программой QGis. Изменения, которые вносятся на одном локальном компьютере, автоматически обновляются на всех компьютерах.

Практическое применениеГИС «Археологическая карта Московской области»

С весны 2018 г. разрабатываемая ГИС используется при обработке поступающих в ИА РАН заявок на проведение Экспертизы, а также для разработки разделов по сохранению ОАН в проектах хозяйственного освоения земельных участков, в границах которых находятся ОАН.

Заказчиками Экспертизы в ИА РАН представляются дополнительные документы: заключение о необходимости проведения археологических разведок, выписка из государственного кадастра недвижимости, схема расположения земельного участка на кадастровом плане или кадастровой карте, копия градостроительного плана земельного участка.

На основании заявки и этой документации между ИА РАН и заказчиками заключается договор на проведение археологических исследований.

Заключению договора предшествует анализ представленной заказчиками документации, выполняемый при помощи ГИС «Археологическая карта Московской области». Посредством ГИС проверяется:

– соответствие представленного заказчиком картографического материала тексту заявки;

– корректность отражения в картографическом материале границ земельных участков, подлежащих проведению археологической разведки.

По результатам проверки у заказчика при необходимости запрашивается откорректированный или дополнительный картографический материал.

Рис. 1. ГИС «Археологическая карта Московской области». Территориальное соотношение земельного участка, подлежащего археологической разведке в рамках Экспертизы, с ближайшими к участку объектами археологического наследия. Определение расстояний от земельного участка до объектов археологического наследия. Графическая модель на основе Яндекс-карты

1 – земельный участок, подлежащий археологической разведке; 2 – шурф, выявивший наличие культурного слоя; 3 – шурф, не выявивший наличие культурного слоя; 4 – объекты археологического наследия, не имеющие утвержденных границ, селище; 5 – курганный могильник; 6 – объект археологического наследия, имеющий утвержденные границы (полигон объекта)

Границы земельных участков переносятся в базу в виде полигонов или линейных объектов, что позволяет рассчитать и сверить с заявкой площадь и линейные параметры указанных участков.

Таким образом, ГИС «Археологическая карта Московской области» является инструментом проверки предоставляемой заказчиком документации.

В дальнейшем по ГИС устанавливается, имеются ли в границах участка, на котором проводится разведка, или вблизи от него (как правило, на расстоянии до 2–3 км) ОАН, выясняется территориальное соотношение участка с указанными объектами. Подключение спутниковых карт Яндекс и Google, Карты рельефа и высот Московской области позволяет получить информацию о ландшафтной характеристике участка разведки (о рельефе поверхности земли, гидрологической сети, характере растительности, следах техногенного нарушения поверхности земли и т. д.), предварительно определить участки наиболее вероятного

Рис. 2. ГИС «Археологическая карта Московской области». Участок местности, включающий земельный участок, подлежащий археологической разведке в рамках Экспертизы, на Военно-топографической карте Московской губ. 1860 г.

(«карте Шуберта»). Границы земельного участка, подлежащего археологической разведке в рамках Экспертизы, копированы с Публичной кадастровой карты Московской области. Графическая модель

1 – земельный участок, подлежащий археологической разведке в рамках экспертизы расположения ОАН и участки приоритетной закладки шурфов, проложить разведочные маршруты и провести приблизительный расчет количества шурфов, необходимого для обеспечения достоверности результатов разведки (рис. 1).

Благодаря использованию в качестве карт-подложек Военно-топографической карты Московской губернии 1860 г. Ф. Ф. Шуберта, листов топографических межевых карт Тверской, Рязанской, Тульской губерний 1840-х – 1850-х гг. А. И. Менде, уже на предварительном этапе разведки неоднократно удавалось локализовать границы распространения культурных слоев Нового времени на местах не существующих ныне деревень. Точность предварительной локализации, как правило, подтверждалась результатами полевых работ. Основываясь на обозначении на картах сельских кладбищ, могут быть предварительно локализованы и участки расположения ряда грунтовых могильников Нового времени (рис. 2).

Наконец, следует отметить, что с целью визуализации уровня археологической обследованности территории Московской области и Новой Москвы в 2017– 2020 гг. таблица данных ГИС «Археологическая карта Московской области» была дополнена информацией о почти 11 500 шурфах, заложенных на указанных территориях в 2008–2020 гг. Земельные участки, на которых закладывались

Рис. 3. ГИС «Археологическая карта Московской области». Отражение результатов проведенной археологической разведки. Графическая модель на основе Яндекс-карты

1 – земельный участок, на котором проведена разведка; 2 – шурф, выявивший наличие культурного слоя; 3 – шурф, не выявивший наличие культурного слоя; 4 – объект археологического наследия, не имеющий утвержденных границ, селище; 5 – курганный могильник; 6 – объект археологического наследия, имеющий утвержденные границы (полигон объекта); 7 – объект археологического наследия, имеющий утвержденные либо определенные в результате отчетной разведки границы (полигон объекта)

шурфы, представлены в виде полигонов (около 2000 объектов) и линий (около 150); данные об обследованных территориях – шурфы, полигональные и линейные отводы – в виде отдельных связанных друг с другом слоев. Это позволило оперативно получать информацию по каждому шурфу, полигональному и линейному отводу (название отчета, год проведения полевых исследований, фамилия держателя открытого листа и т. д.), а также открывать файл соответствующего технического отчета непосредственно из базы (рис. 3).

Заключение

Таким образом, разрабатываемая ГИС «Археологическая карта Московской области» к настоящему времени зарекомендовала себя как эффективный ин- струмент проведения предварительного этапа археологических разведок на территории Московской области и Новой Москвы.

ГИС позволяет:

– оперативно получать информацию о наличии либо отсутствии на обследуемом земельном участке и окружающей территории ОАН;

– точно локализовать ОАН на любой из электронных карт, входящих в состав ГИС, и в дальнейшем на местности;

– получать сведения о ландшафтной и историко-археологической характеристиках местности, на которой проводится разведка, и прогнозировать наличие на определенном участке ранее неизвестных ОАН;

– при разработке плана проведения полевых работ на каком-либо участке и при подготовке смет к договорам прокладывать разведочные маршруты, определять приоритетные участки закладки шурфов, рассчитывать количество шурфов, необходимое для корректного проведения разведки, и т. д.

Основными направлениями дальнейшей работы над ГИС «Археологическая карта Московской области» являются:

– постоянное поддержание в актуальном состоянии таблицы данных о памятниках археологии и шурфах;

– выявление имеющихся противоречий между сведениями о памятниках археологии в учетной документации органов охраны культурного наследия, в научных отчетах о полевых исследованиях и в АКР МО. Устранение таких противоречий в таблице данных ГИС;

– дополнение включенных в ГИС данных о памятниках иллюстративным графическим и фотографическим материалом, потенциально пригодным для использования при подготовке отчетов о выполненных полевых исследованиях, публикаций и презентаций.